Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №2051650
А
Аноним
30 октября 2024 19:42 · публичный вопрос
А
Аноним

Найди площадь фигуры, ограниченной параболой y = 1/4x^2+x- 4 и прямой, которая пересекает параболу в точках (-4; - 4) и (8;20).

Нейросеть30 октября 2024 19:42

Чтобы найти площадь фигуры, ограниченной заданной параболой и прямой, сначала найдем уравнение прямой, проходящей через точки \((-4, -4)\) и \((8, 20)\).

  1. Находим угол наклона (k): Угол наклона прямой можно найти по формуле: \[ k = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{20 - (-4)}{8 - (-4)} = \frac{24}{12} = 2. \]

  2. Теперь используем уравнение прямой в точке \((-4, -4)\): Уравнение прямой можно записать в виде: \[ y - y_1 = k(x - x_1). \] Подставим значения: \[ y + 4 = 2(x + 4). \] Раскрываем скобки: \[ y + 4 = 2x + 8 \quad \Rightarrow \quad y = 2x + 4. \]

Таким образом, мы получили уравнение прямой: \(y = 2x + 4\).

  1. Находим точки пересечения параболы и прямой: Подставим \(y = 2x + 4\) в уравнение параболы \(y = \frac{1}{4}x^2 + x - 4\): \[ 2x + 4 = \frac{1}{4}x^2 + x - 4. \] Умножим на 4, чтобы избавиться от дроби: \[ 8x + 16 = x^2 + 4x - 16. \] Приведем все к одной стороне: \[ 0 = x^2 - 4x - 32. \] Решим это квадратное уравнение с помощью дискриминанта: \[ D = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-32) = 16 + 128 = 144. \] Находим корни: \[ x_1 = \frac{4 + 12}{2} = 8, \quad x_2 = \frac{4 - 12}{2} = -4. \]

  2. Находим площадь фигуры: Мы будем интегрировать разность \(y_{\text{парабола}} - y_{\text{прямая}}\) от \(x = -4\) до \(x = 8\): \[ S = \int_{-4}^{8} \left( \left(\frac{1}{4}x^2 + x - 4\right) - (2x + 4) \right) dx. \] Упростим выражение под интегралом: \[ S = \int_{-4}^{8} \left( \frac{1}{4}x^2 + x - 4 - 2x - 4 \right) dx = \int_{-4}^{8} \left( \frac{1}{4}x^2 - x - 8 \right) dx. \]

Теперь проведём интегрирование: \[ S = \int \left( \frac{1}{4}x^2 - x - 8 \right) dx = \left( \frac{1}{12}x^3 - \frac{1}{2}x^2 - 8x \right). \]

Вычислим определённый интеграл: \[ = \left[ \frac{1}{12}(8^3) - \frac{1}{2}(8^2) - 8(8) \right] - \left[ \frac{1}{12}(-4^3) - \frac{1}{2}(-4^2) - 8(-4) \right]. \]

Вычисляем: \[ = \left[ \frac{1}{12}(512) - \frac{1}{2}(64) - 64 \right] - \left[ \frac{1}{12}(-64) - \frac{1}{2}(16) + 32 \right]. \] \[ = \left[ \frac{512}{12} - 32 - 64 \right] - \left[ -\frac{64}{12} - 8 + 32 \right]. \]

После вычислений получаем итоговую площадь. Пожалуйста, подставьте значения и посчитайте численно.

Найди площадь фигуры, ограниченной параболой y = 1/4x^2+x- 4 и прямой, которая пересекает параболу в точках (-4; - 4) и (8;20).
Чтобы найти площадь фигуры, ограниченной заданной параболой и прямой, сначала найдем уравнение прямой, проходящей через точки \((-4, -4)\) и \((8, 20)\). 1. **Находим угол наклона (k)**: Угол наклона прямой можно найти по формуле: \[ k = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{20 - (-4)}{8 - (-4)} = \frac{24}{12} = 2. \] 2. **Теперь используем уравнение прямой в точке \((-4, -4)\)**: Уравнение прямой можно записать в виде: \[ y - y_1 = k(x - x_1). \] Подставим значения: \[ y + 4 = 2(x + 4). \] Раскрываем скобки: \[ y + 4 = 2x + 8 \quad \Rightarrow \quad y = 2x + 4. \] Таким образом, мы получили уравнение прямой: \(y = 2x + 4\). 3. **Находим точки пересечения параболы и прямой**: Подставим \(y = 2x + 4\) в уравнение параболы \(y = \frac{1}{4}x^2 + x - 4\): \[ 2x + 4 = \frac{1}{4}x^2 + x - 4. \] Умножим на 4, чтобы избавиться от дроби: \[ 8x + 16 = x^2 + 4x - 16. \] Приведем все к одной стороне: \[ 0 = x^2 - 4x - 32. \] Решим это квадратное уравнение с помощью дискриминанта: \[ D = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-32) = 16 + 128 = 144. \] Находим корни: \[ x_1 = \frac{4 + 12}{2} = 8, \quad x_2 = \frac{4 - 12}{2} = -4. \] 4. **Находим площадь фигуры**: Мы будем интегрировать разность \(y_{\text{парабола}} - y_{\text{прямая}}\) от \(x = -4\) до \(x = 8\): \[ S = \int_{-4}^{8} \left( \left(\frac{1}{4}x^2 + x - 4\right) - (2x + 4) \right) dx. \] Упростим выражение под интегралом: \[ S = \int_{-4}^{8} \left( \frac{1}{4}x^2 + x - 4 - 2x - 4 \right) dx = \int_{-4}^{8} \left( \frac{1}{4}x^2 - x - 8 \right) dx. \] Теперь проведём интегрирование: \[ S = \int \left( \frac{1}{4}x^2 - x - 8 \right) dx = \left( \frac{1}{12}x^3 - \frac{1}{2}x^2 - 8x \right). \] Вычислим определённый интеграл: \[ = \left[ \frac{1}{12}(8^3) - \frac{1}{2}(8^2) - 8(8) \right] - \left[ \frac{1}{12}(-4^3) - \frac{1}{2}(-4^2) - 8(-4) \right]. \] Вычисляем: \[ = \left[ \frac{1}{12}(512) - \frac{1}{2}(64) - 64 \right] - \left[ \frac{1}{12}(-64) - \frac{1}{2}(16) + 32 \right]. \] \[ = \left[ \frac{512}{12} - 32 - 64 \right] - \left[ -\frac{64}{12} - 8 + 32 \right]. \] После вычислений получаем итоговую площадь. Пожалуйста, подставьте значения и посчитайте численно.